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1. METODOS DE EXPLOTACION SUBTERRANEA
CAPITULO I
ASPECTOS GENERALES DE METODOS DE EXPLOTACION DE MINAS SUBTERRANEAS
1.1.- INTRODUCCION.-
El curso de Métodos de Explotación Subterránea, para los estudiantes de Ingeniería de Minas,
está estructurado teniendo como referencia el perfil profesional por competencias, cuyo
propósito es desarrollar conocimientos, habilidades, destrezas básicas y fundamentales en la
investigación, planificación, diseño, ejecución y control de las diferentes facetas del
comportamiento geomecánico del material rocoso en la explotación racional de los recursos
minerales.
La minería, como uno de los pilares fundamentales de la economía nacional, debe ser entendida
y conocida por todos aquellos profesionales que están a la vanguardia de los últimos adelantos
y tecnologías de punta. En este sentido, el trabajo de personas e instalaciones dedicadas a la
promoción de nuestra industria debe ser reconocido y constituir el principal gestor del
desarrollo minero nacional.
La minería, como actividad básica que se desarrolla para abastecer a la humanidad de las
materias primas que precisa para continuar su progreso y alcanzar un cierto bienestar
económico y calidad de vida, se mantendrá e intensificará en las próximas décadas.
La explotación subterránea de yacimientos metálicos es más antigua que el del carbón y potasa.
Numerosos metales como el oro, plata, hierro, cobre, plomo, mercurio, etc.; han tenido
importancia capital en las antiguas civilizaciones; el aprovisionamiento de estas materias era la
mayor preocupación del hombre andino.
El Perú, tiene una larga tradición en la explotación de sus recursos naturales, en especial en la
explotación de sus recursos mineros. Las culturas pre-hispánicas que se desarrollaron a lo largo
de los andes, tuvieron conocimiento de cómo explotarlos; dándolos diversos usos, desde la
orfebrería a la fabricación de armas.
La existencia de un yacimiento metálico bastaba para empezar el laboreo, aun no siendo
conocido el concepto de yacimiento económicamente explotable. La rentabilidad carecía de
importancia frente a la posesión del mineral explotable.
No es de extrañar que al nacer el laboreo de minas en estas condiciones, nacieran numerosos
métodos para ponerlo en práctica, gracias al ingenio de aquellos hombres que, al crear la
minería iniciaron los métodos de explotación.
El diseño de una mina tiene múltiples facetas y objetivos, entre los que caben destacar: La
selección del método de explotación, el dimensionamiento geométrico de la mina, la
determinación del ritmo anual de producción, la ley de corte y la secuencia de extracción, etc.
En el pasado, la selección de un método de explotación para explotar un yacimiento nuevo se
basaba en la revisión de las técnicas aplicadas en otras minas y en las experiencias conseguidas

2. sobre depósitos similares, dentro de un entorno próximo. Actualmente como las inversiones de
capital que se precisan para abrir una nueva mina o para cambiar el método de explotación
existente son muy elevadas y la influencia de éstos tienen sobre los costos de extracción muy
importantes, es necesario que dicho proceso de selección responda a un análisis sistemático y
global de los parámetros específicos del yacimiento: Geometría del depósito y distribución de
leyes, propiedades geomecánicos del mineral y rocas encajonantes, factores económicos,
limitaciones ambientales, condiciones sociales, etc.
La viabilidad de esos parámetros y las dificultades de cuantificación total de los mismos, han
impedido el desarrollo de reglas rígidas y esquemas precisos de explotación aplicables a cada
yacimiento particular. No obstante, los avances logrados en las diferentes ramas de la ciencia
durante las últimas décadas han permitido establecer unos métodos generales de explotación y
unos procesos numéricos de selección válidos durante la etapa de viabilidad de un proyecto.
Tan importante o más que el método de explotación, y en ocasiones ligados con el mismo, se
encuentran la determinación del ritmo de producción anual y la ley de corte. Su incidencia sobre
la rentabilidad del proyecto es muy grande.
En el contexto globalizado, en un mundo competitivo, y socio ambiental, en la que vivimos
actualmente, por lo que es preciso conocer las experiencias vividas en el campo minero y su
entorno, y el aporte de conocimientos de la industria minera y el medio ambiente, siendo esta
temática de suma importancia en estos tiempos donde la tecnología de la industria minera, los
estudios y evaluación de impacto ambiental ya sea en el agua, suelo y aire; así como los pasivos
ambientales en la industria minera, en suma en medio ambiente, están en boga, a fin de
proteger el medio ambiente, de manera que se trata de hacer un desarrollo sostenible de la
región donde se instala una actividad minera, asimismo la contaminación que puede ocasionar
esta actividad, y es importante la calidad de vida del ser humano y los seres vivientes.
Si bien la empresas transnacionales que llegaron en los años noventa trabajan bajo el enfoque
de la “Nueva Minería”; es decir, con responsabilidad social y ambiental, pues el mercado
internacional así lo exige; hay una serie de equívocos y prejuicios que nublan la relación con
otros actores y que han llevado a conflictos sociales con lamentables consecuencias.
En el Perú, para hacer frente a este problema, se ha abierto de diálogo y debate llamado
“Diálogo Minero”. Esta experiencia es única en el mundo. En él participan representantes de las
empresas mineras, las comunidades afectadas, autoridades a todo nivel y las ONGs. En el mes
de febrero del 2006, luego de tres años de debate, han logrado producir en conjunto un
documento sentando las bases de una visión compartida de lo que debería ser la minería en el
Perú.
Por todo lo indicado, dentro del desarrollo de un proyecto minero, es de suma importancia, ya
que continuará los resultados económicos futuros.
En conclusión, la explotación de una mina se define como el conjunto de operaciones que
permiten extraer el mineral a través de un método de explotación.

3. 1.2.- ANTECEDENTES.-
El hombre ha sido minero desde los albores de la humanidad. Primero a través de las industrias
líticas: Fragmentos de rocas o minerales más o menos trabajados para su uso como
herramientas o armas; luego continuó con los metales, extrayéndolos de los minerales (Era del
cobre, Era del bronce, Era del hierro), refinándolos y combinándolos en aleaciones a medida que
progresaba; de paso, inventando la metalurgia. Esta es una historia de búsqueda de recursos de
su minería y de las aplicaciones tecnológicas de los productos obtenidos.
Los principales hitos minero-metalúrgicos y tecnológicos asociados de la humanidad incluyen:
 Era de piedra (paleolítica, mesolítica, neolítica): 3000 a 4000 años A.C.
 Era de cobre : 3000 años A.C.
 Era de bronce : 2500 años A.C.
 Era de hierro : 1000 años A.C.
 Era de carbón : 1600 años A.C. años D.C.
 Revolución industrial: 1750-1850 años D.C.
 Era de petróleo : 1850 años D.C.
 Era eléctrica : 1875 años D.C.
 Era atómica : 1945 años D.C.
1.3.- RESUMEN DE LA MINERIA EN EL PERÚ.-
a) Época Primitiva.-
Se utilizó el vidrio volcánico negro (obsidiana) para fabricar cuchillos y puntas de flechas.
b) Época Pre Inca e Inca.-
La minería está presente en la cerámica, orfebrería, templos y ciudadelas, en especial trabajaron
el oro.
c) Época Colonial.-
Los principales productos metálicos fueron el mercurio y la plata.
d) Época Republicana.-
Destacó el uso de salitre y la plata.
e) Actualidad.-
Los minerales obtenidos, metálicos y no metálicos, constituyen los más importantes productos
de exportación nacional.
1.4.- OBJETIVO DEL CURSO DE METODOS DE EXPLOTACION SUBTERRANEA.-
El curso de Métodos de Explotación Subterránea, para los estudiantes de ingeniería de Minas,
está estructurado teniendo como referencia el perfil profesional por competencia; cuyo objetivo
es desarrollar conocimientos, habilidades, destrezas básicas y fundamentales en la
investigación, planificación, diseño, ejecución y control de los diferentes facetas del
comportamiento geomecánico del macizo rocoso en la explotación racional de los recursos
minerales con responsabilidad social y cuidado del medio ambiente.
1.5.- OBJETIVO DEL METODO DE EXPLOTACION MINERA SUBTERRANEA.-
El objetivo del Método de Explotación de un yacimiento minero, es la extracción de menas y
sustancias minerales sistemáticamente, de manera que la comercialización de la sustancia
mineral proporcione la utilidad esperada.

4. 1.6.- DEFINICION DEL METODO DE EXPLOTACION MINERA SUBTERRANEA.-
Método de Explotación minera Subterránea, se define como un conjunto de operaciones que se
realizan para la extracción del mineral económico. Las operaciones mineras, en minería es
conocida como “operaciones unitarias”, estos son: Perforación, Voladura, acarreo/limpieza,
carguío, transporte y movimiento de mineral/relleno.
En nuestro país existen dos clases de minería:
 Minería superficial o cielo abierto (open pit).
 Minería subterránea.
En cada uno de ellos, se realizan mediante el proceso cíclico llamado “ciclo de operación” o
“ciclo de minado”.
En minería superficial o cielo abierto, el ciclo de minado es como: Perforación, voladura, carguío
y transporte. Generalmente este método es empleado por la gran minería e implica alta
producción, alta mecanización y alta inversión.
En minería subterránea, el ciclo de minado es: Perforación, voladura, acarreo y transporte; es
empleado por la pequeña y mediana minería.
En las minas peruanas, se trabaja de acuerdo al método estudiado, con equipos sobre rieles
(minería convencional) o sobre ruedas (minería trackles), esto dependerá muchas veces de la
magnitud de la operación y del capital de cada empresa minera para inversión en infraestructura
y equipos/maquinarias.
1.7.- SERVICIOS AUXILIARES FUNDAMENTALES DE UN METODO DE EXPLOTACION MINERA
SUBTERRANEA.-
Para una operación normal de un método de explotación minera subterránea, es fundamental
todos los servicios auxiliares conexos como:
 Ventilación minera.
 Fortificación/sostenimiento de las labores mineras.
 Drenaje.
 Suministro de energía, agua y aire comprimido.
1.8.- COMPONENTES BASICOS DE UN METODO DE EXPLOTACION MINERA SUBTERRANEA.-
El método de explotación minera subterránea, se compone de tres operaciones mineras básica:
 Acceso y desarrollo de aperturas mineras.
 Preparación o infraestructura de la mina.
 Arranque o explotación de la mina.
1.9.- REQUISITOS NECESARIOS PARA EXPLOTACION DE LOS YACIMIENTOS DE MINERALES.-
En la explotación de un yacimiento se deben proporcionar las condiciones siguientes:
a) SEGURIDAD DE LA EXPLOTACION.-
Este primer requisito incluye condiciones tales como:
 La seguridad del puesto de trabajo (ausencia de trozos de roca descolgados,
buen estado de entibación, etc.).
 Buen alumbrado.

5.  Composición normal del aire.
 Seguridad de transito por las galerías.
 Eliminación de peligro de incendio, inundación, etc.
La seguridad de explotación es la meta primordial tanto durante la elaboración del proyecto,
como en el proceso explotación del yacimiento.
b) COSTO MINIMO DE CADA TONELADA EXTRAIDO.-
Segunda condición es factible, si se consigue una elevada productividad de trabajo de
los mineros con costos mínimos de materiales y energía.
Un rendimiento elevado puede obtenerse solo mediante una amplia mecanización y
automatización de los trabajos mineros.
c) EXTRACCION TOTAL DEL MINERAL.-
Las pérdidas de mineral aumentan el precio de costo de la producción, conduce a
pérdidas insustituibles de una parte de las requisas naturales.
En las explotaciones de piritas sulfurosas, las pérdidas de mineral dan lugar a incendios
por inflamación espontanea de estos minerales.
Las pérdidas de mineral son caracterizadas por el coeficiente de pérdidas: Kp = Pp/P. El
cual, indica la relación que existe entre:
Kp = Coeficiente de perdida.
Pp = Cantidad de mineral perdida durante la extracción.
P = Reservas industriales o explotables de este mineral.
 Las pérdidas están íntimamente ligadas con el empobrecimiento del mineral.
 Por empobrecimiento o degradación, se entiende la reducción del porcentaje
de metal en la mena.
 La causa principal (pero no la única) del empobrecimiento es la contaminación
del mineral con roca no aprovechable o ganga.
 El coeficiente de pérdida varia, en función de las características físico-mecánicas
del yacimiento y el método de explotación (0.03 y 0.20).
 El coeficiente de empobrecimiento está comprendido entre (0.05 y 0.25).
 Las pérdidas admisibles deben establecerse, teniendo en cuenta el valor del
mineral. Cuanto mayor sea ese valor, tanto menores deberán ser las perdidas.
 El problema del coeficiente de empobrecimiento admisible se resuelve,
teniendo en cuenta el valor de la mena, la potencia del yacimiento, el carácter
de las rocas encajantes.
d) ASEGURAMIENTO DE LA CAPACIDAD DE PRODUCCION ASIGNADA A LA MINA.-
Esta condición se cumple eligiendo un método de explotación de alto rendimiento,
organizando correctamente el trabajo, y obteniendo una elevada productividad de
trabajo de los mineros.
En cuanto a la capacidad de producción anual de la mina, esta cuestión se resuelve
antes de empezar la construcción de la mina, durante la elaboración del proyecto.
En un método de explotación de alto rendimiento y su capacidad de producción
depende/determina:
 Potencia del cuerpo mineralizado.
 Dimensiones del campo minero.

6.  Método de explotación adoptado.
 Numero de niveles explotados simultáneamente y otros factores.
Aumenta la capacidad de producción anual de la mina.
 En el proceso de explotación del yacimiento va mejorando la organización del
trabajo.
 Se introducen máquinas y mecanismos de rendimiento más elevado.
 Se perfeccionan los métodos de explotación.
1.10.- DIVISION DE LOS YACIMIENTOS EN CAMPOS DE EXPLOTACION (SECTORES DE
EXPLOTACION, BLOQUES), Y PARA SU EXPLOTACION PROPIAMENTE DICHA.-
División de un yacimiento para su explotación, es hacerlo accesible y dividirlo en secciones
apropiadas (sectores de explotación), los cuales se pueden arrancar en forma progresiva y
sistemáticamente, extrayendo los minerales obtenidos.
a) IMPORTANCIA DE LA DIVISION DEL YACIMIENTO PARA SU EXPLOTACION.-
Es muy importante la división de un yacimiento en secciones (tajos) para su explotación;
por las siguientes razones:
 Debe proceder de acuerdo con un plan determinado.
 Alcanzar un rendimiento mayor (mayor producción).
 Realizar trabajos simultáneamente en diferentes tajos, sin que se estorben
mutuamente.
 Avanzar siguiendo un plan exacto y metódico.
 Procurar la seguridad del personal y garantizar la ventilación y el drenaje de
agua/desagüe.
 Sobre todo, la posibilidad de extracción de los minerales arrancados.
 Priorizar la seguridad del personal, equipos, procesos y ambiente de trabajo.
b) OBJETIVOS DE LA DIVISION DEL YACIMIENTO PARA SU EXPLOTACION.-
El objetivo principal de la división del yacimiento para su explotación es, que cada uno
de los sectores de explotación forme una unidad propia de explotación; de manera que:
 Tener un número mayor de puntos de ataque y poder explotar
sistemáticamente todo el yacimiento.
 Tener fácil acceso.
 Transportar con facilidad los materiales necesarios, tales como: Madera,
herramientas, materiales de construcción, máquinas y otros.
 Realizar un arranque independiente y ocupar un número determinado de
trabajadores.
 Extraer los desmontes con facilidad.
 Tener una ventilación independiente.
 Introducir con facilidad los rellenos (R/D, R/H, R/P), en el caso que se haya de
colmatar el vacío dejado por la explotación.
Por lo tanto; cada uno de estos sectores de explotación suministra una cantidad
determinada de mineral, constituyendo en conjunto la extracción total. Cuando esta es
grande, debe abrirse un número mayor de sectores de explotación y tenerlos listos para
comenzar el arranque. Los trabajos en las distintas unidades de explotación no deberían
perturbarse recíprocamente.

7. 1.11.- DIVISION DE UN YACIMIENTO EN PISOS O NIVELES PARA SU EXPLOTACION.-
Existen pocos yacimientos en los que, antes de comenzar la explotación, no se haya procedido
a una división en pisos o niveles. Tales son los yacimientos horizontales (mantos) o los de poca
extensión y buzamiento moderado.
Los yacimientos de fuerte buzamiento deben dividirse siempre en pisos o niveles, que se van
explotando uno a continuación del otro.
Normalmente, se procede como sigue: Mientras se concluye la explotación de un piso, el inferior
se encuentra en plena explotación, realizándose simultáneamente la apertura y preparación de
uno o dos pisos más. En donde es posible, se explotan al mismo tiempo algunos pisos, ya que de
esta forma se alcanza un gran rendimiento de extracción. Normalmente, esto se hace de manera
que las explotaciones situadas en pisos o niveles próximos estén escalonadas y con cierto
desfase entre ellas.
1.12.- SEPARACION DE UN YACIMIENTO ENTRE PISOS PARA SU EXPLOTACION.-
Cuando los yacimientos son de fuerte buzamiento, se entiende por separación entre pisos, la
distancia vertical entre los mismos, y cuando su buzamiento es moderado, además de la
distancia vertical entre dos pisos hay que considerar también la separación medida según la
pendiente. La separación entre pisos o niveles es muy variada: Oscila entre 15 y 150 metros, y
en algunos casos excepcionales llega hasta 200 metros. En un piso deben existir reservas que
permitan amortizar la apertura, acceso y preparación de la explotación; es decir, la
profundización del pique, la fortificación de los ensanches, la ejecución de los transversales, etc.
Si el yacimiento es potente, aunque la separación entre pisos no sea demasiado grande, las
reservas disponibles si lo son, pudiendo para ello elegir una separación entre pisos menores. Si,
por el contrario, el yacimiento es poco potente, debe elegirse una separación entre pisos grande.
Al elegir la separación entre pisos debe tenerse en cuenta la velocidad de avance de la
explotación. Cuando esta es grande, puede elegirse una separación mayor; es más lenta, debe
ser menor.
Cuando la separación entre pisos es grande, tanto el transito del personal como el transporte
de herramientas y materiales de fortificación hasta las explotaciones es fatigoso y requiere
demasiado tiempo. En caso de peligro, la huida sería complicada. Esto también debe tenerse en
cuenta.
Al elegir la separación entre pisos, deben regularse de tal forma la apertura y explotación del
piso que esta última requiera exactamente el mismo tiempo que su apertura, acceso y
preparación. Ambas cosas deben sincronizarse (plan de tiempo).
En yacimientos potentes, se elige separación entre pisos menores que en los de potencia
reducida, ya que en los primeros existen suficientes reservas minerales entre los dos pisos.
Como los efectos de la presión son muy grandes cuando se trata de yacimientos potentes, los
distintos pisos deben explotarse con rapidez, y esto solo es posible cuando la separación entre
los mismos es pequeña.
En yacimientos de buzamiento reducido, los pisos pueden colocarse relativamente próximas
entre sí, existiendo entre los mismos, a pesar de todo; reservas suficientes de mineral y frentes

8. de arranque de longitud satisfactoria. En buzamientos muy fuerte, o verticales los pisos o niveles
se trazan muy alejados entre sí, ya que la longitud del campo o tajo de explotación, medida
según el buzamiento, es más corta.
1.13.- VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE UNA SEPARACION GRANDE ENTRE PISOS.-
a) VENTAJAS.-
 Los costos de las labores de apertura, acceso y preparación, galerías de
transporte y ventilación, que recaen sobre una unidad de mineral arrancado
son reducidos.
 Reduce también las labores preparatorias de nuevos pisos, lo que resulta
favorable para la explotación
 Reduce los costos totales de explotación.
 La cantidad de mineral dejada en los macizos de los distintos niveles (macizos
de protección) es menor.
b) DESVENTAJAS.-
 El transito hasta las explotaciones requiere mucho tiempo y cansa al personal.
 La ventilación es complicada cuando la separación entre pisos es grande.
 Construcción de Ore Pass muy grande, las galerías de extracción relativamente
grandes, las cuales incide atoramientos (campaneo/colapso).
1.14.-VENTILACION DESCENDENTE EN MINAS PROFUNDAS Y CALIENTES POR LAS SIGUIENTES
RAZONES.-
 El aire que penetra en las explotaciones desde los niveles superiores se calienta algo
menos por autocompresión.
 La influencia del calor propio del terreno es también menor, ya que el aire penetra en
las explotaciones a través de las galerías situadas en niveles superiores y que, en
consecuencia, poseen una temperatura algunos grados más baja. Considerando un
grado geotérmico de 25 metros, y cuando la separación entre pisos es de 100 metros,
la temperatura de la roca en el nivel superior es de 4°C menor.
 Además, el aire pasa por galerías ya refrigeradas, que a menudo son también más secas.
 En este caso, el aire no se calienta por el contacto con el carbón arrancado.
 Cuando la ventilación es descendente, el aire entrante no se calienta con las maquinas
eléctricas, ya que la mayoría de estas se colocan en las explotaciones y galerías de
transporte.
 Antes de entrar en las explotaciones, el aire se calienta poco a causa de la oxidación, ya
que no existen menudos y finos de carbón en su camino.
 El aire relativamente frio, que posee un volumen menor, debe conducirse también por
galerías de entrada de ventilación más estrechas, del nivel inferior.
 Esto tiene, además, la ventaja de que el aire circula por las galerías del nivel superior a
una velocidad mayor y, por consiguiente, se calienta menos que si se introdujese por las
galerías del nivel inferior con una velocidad menor.
 Por añadidura, esto conduce a que el aire salga con una depresión menor.
 En este tipo de ventilación aprovecha mejor algunas veces la depresión natural, ya que
el aire llega al pozo de salida de ventilación con una temperatura algunos grados más
baja que cuando la ventilación es ascendente.
 La impurificación del aire por polvo es menor, ya que el que penetra en las explotaciones
pasa a través de galerías en las que no se realiza transporte alguno.

9.  El aire atraviesa las explotaciones en la misma que se transporta el carbón; en
consecuencia, la velocidad relativa del carbón transportado y del aire es menor. Por esta
razón se puede conducir el aire a través de las explotaciones a una velocidad mayor.

LOS INCONVENIENTES DE ESTE TIPO DE VENTILACION SON:
 Los obreros ocupados en el transporte se encuentran en la corriente de ventilación
saliente, más caliente y polvorienta.
 Las galerías de acceso y apertura más profundas, y otras labores con ventilación forzada
de los niveles más bajas, reciben en la mayoría de los casos aire más caliente e impuro.
1.14.- FASES DEL METODO DE EXPLOTACION MINERA SUBTERRANEA.-
a) APERTURA.- Comprende todo el trabajo de investigación geológica (potencia, buzamiento,
rumbo, mineralización, etc.).
b) ACCESO.- Comprende: Trabajos superficiales, trabajos subterráneos.
c) PREPARACION.- Comprende todo los trabajos mineros que se realizan con el objetivo de
dividir el depósito de mineral en bloques, comprendidos en piques, chimeneas, cruceros,
galerías, subniveles, Ore Pass, By Pass.
d) COSTO DE EXPLOTACION.- Al aplicar un método de explotación, se tiene que tener los
siguientes aspectos/criterios:
 Aspecto técnico: Aspectos geológicos (Buzamiento, rumbo, potencia, mineralización),
elección/selección del método de explotación.
 Aspecto económico: Bancos, sociedad, autofinanciamiento.
 Aspecto de seguridad: Personal, maquinarias/equipos, proceso, ambiente de trabajo y
la propiedad.
1.15.- TERMINOLOGIAS A USAR EN METODOS DE EXPLOTACION MINERA SUBTERRANEA.-
a) Tajo, Rajo, Stops, Cámara de explotación, Taller de explotación.- Es una excavación
subterránea diferente a las labores de desarrollo, preparación; cuyo objetivo es, beneficiar el
mineral.
b) Alza o techo.- Se llama así a la roca colgada que queda por encima de una apertura hecha en
la mina.
c) Frente.- Se llama así a las cara libres; pueden ser horizontal (galería, crucero, subnivel, etc.),
vertical (chimeneas, franjas, etc.).
d) Tajada o rebanada.- Se denomina el corte que se hace al block de mineral con el objetivo de
extraer el mineral en forma sistemática.
e) Block de mineral.- Es la delimitación del mineral por medio de dos labores horizontales (nivel
superior y nivel inferior) y dos labores verticales en los costados (chimeneas).
f) Puente, pilar, cámara.-